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1、2022年高中物理 第一章 拋體運(yùn)動(dòng)章末檢測(cè) 粵教版必修2
[時(shí)間:90分鐘 滿分:100分]
一、單項(xiàng)選擇題(本題共6小題,每小題4分,共24分)
1.大型游樂(lè)場(chǎng)中有一種“摩天輪”的娛樂(lè)設(shè)施,如圖1所示,坐在其中的游客隨輪的轉(zhuǎn)動(dòng)而做勻速圓周運(yùn)動(dòng),對(duì)此有以下說(shuō)法,其中正確的是( )
圖1
A.游客處于一種平衡狀態(tài)
B.游客做的是一種變加速曲線運(yùn)動(dòng)
C.游客做的是一種勻變速運(yùn)動(dòng)
D.游客的速度不斷地改變,加速度不變
2.如圖2所示是自行車傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的示意圖,其中Ⅰ是半徑為r1的大齒輪,Ⅱ是半徑為r2的小齒輪,Ⅲ是半徑為r3的后輪,假設(shè)腳踏板的轉(zhuǎn)速為n,則自行車前進(jìn)的速度為(
2、 )
圖2
A. B.
C. D.
3.在離心澆鑄裝置中,電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)兩個(gè)支承輪同向轉(zhuǎn)動(dòng),管狀模型放在這兩個(gè)輪上靠摩擦轉(zhuǎn)動(dòng),如圖3所示,鐵水注入之后,由于離心作用,鐵水緊緊靠在模型的內(nèi)壁上,從而可得到密實(shí)的鑄件,澆鑄時(shí)轉(zhuǎn)速不能過(guò)低,否則,鐵水會(huì)脫離模型內(nèi)壁,產(chǎn)生次品.已知管狀模型內(nèi)壁半徑為R,則管狀模型轉(zhuǎn)動(dòng)的最低角速度ω為( )
圖3
A. B.
C. D.2
4.如圖4所示,在豎直平面內(nèi),滑道ABC關(guān)于B點(diǎn)對(duì)稱,且A、B、C三點(diǎn)在同一水平線上.若小滑塊第一次由A滑到C,所用的時(shí)間為t1,第二次由C滑到A,所用的時(shí)間為t2,小滑塊兩次的初速度大小相同
3、且運(yùn)動(dòng)過(guò)程始終沿著滑道滑行,小滑塊與滑道的動(dòng)摩擦因數(shù)恒定,則( )
圖4
A.t1<t2 B.t1=t2
C.t1>t2 D.無(wú)法比較t1、t2的大小
5.如圖5所示,質(zhì)量為m的物塊從半徑為R的半球形碗邊向碗底滑動(dòng),滑到最低點(diǎn)時(shí)的速度為v,若物塊滑到最低點(diǎn)時(shí)受到的摩擦力是f,則物塊與碗的動(dòng)摩擦因數(shù)為( )
圖5
A. B.
C. D.
6.如圖6所示,兩個(gè)用相同材料制成的靠摩擦轉(zhuǎn)動(dòng)的輪A和B水平放置,兩輪半徑RA=2RB.當(dāng)主動(dòng)輪A勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),在A輪邊緣上放置的小木塊恰能相對(duì)靜止在A輪邊緣上.若將小木塊放在B輪上,欲使木塊相對(duì)B輪也靜止,則木塊距B輪
4、轉(zhuǎn)軸的最大距離為( )
圖6
A. B.
C. D.RB
二、多項(xiàng)選擇題(本題共4小題,每小題5分,共20分)
7.如圖7所示,“旋轉(zhuǎn)秋千”中的兩個(gè)座椅A、B質(zhì)量相等,通過(guò)相同長(zhǎng)度的纜繩懸掛在旋轉(zhuǎn)圓盤(pán)上.不考慮空氣阻力的影響,當(dāng)旋轉(zhuǎn)圓盤(pán)繞豎直的中心軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),下列說(shuō)法正確的是( )
圖7
A.A的速度比B的大
B.A的向心加速度比B的小
C.懸掛A、B的纜繩與豎直方向的夾角相等
D.懸掛A的纜繩所受的拉力比懸掛B的小
8.如圖8所示,用長(zhǎng)為L(zhǎng)的細(xì)繩拴著質(zhì)量為m的小球在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng),則下列說(shuō)法中正確的是( )
圖8
A.小球在圓周最高
5、點(diǎn)時(shí)所受的向心力一定為重力
B.小球在最高點(diǎn)時(shí)繩子的拉力不可能為零
C.若小球剛好能在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng),則其在最高點(diǎn)的速率為
D.小球過(guò)最低點(diǎn)時(shí)繩子的拉力一定大于小球重力
9.如圖9所示,長(zhǎng)0.5 m的輕質(zhì)細(xì)桿,一端固定有一個(gè)質(zhì)量為3 kg的小球,另一端由電動(dòng)機(jī)帶動(dòng),使桿繞O點(diǎn)在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),小球的速率為2 m/s.取g=10 m/s2,下列說(shuō)法正確的是( )
圖9
A.小球通過(guò)最高點(diǎn)時(shí),對(duì)桿的拉力大小是24 N
B.小球通過(guò)最高點(diǎn)時(shí),對(duì)桿的壓力大小是6 N
C.小球通過(guò)最低點(diǎn)時(shí),對(duì)桿的拉力大小是24 N
D.小球通過(guò)最低點(diǎn)時(shí),對(duì)桿的拉力大小是54 N
6、
10.有一種雜技表演叫“飛車走壁”,由雜技演員駕駛摩托車沿圓臺(tái)形表演臺(tái)的側(cè)壁高速行駛,做勻速圓周運(yùn)動(dòng).如圖10所示,圖中虛線表示摩托車的行駛軌跡,軌跡離地面的高度為h,下列說(shuō)法中正確的是( )
圖10
A.h越高,摩托車對(duì)側(cè)壁的壓力將越大
B.h越高,摩托車做圓周運(yùn)動(dòng)的線速度將越大
C.h越高,摩托車做圓周運(yùn)動(dòng)的周期將越大
D.h越高,摩托車做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力將越大
三、填空題(本題共2小題,共8分)
11.(4分)如圖11所示皮帶轉(zhuǎn)動(dòng)輪,大輪直徑是小輪直徑的2倍,A是大輪邊緣上一點(diǎn),B是小輪邊緣上一點(diǎn),C是大輪上一點(diǎn),C到圓心O1的距離等于小輪半徑.轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)皮帶不打滑,則
7、A、B兩點(diǎn)的角速度之比ωA∶ωB=________,B、C兩點(diǎn)向心加速度大小之比aB∶aC=________.
圖11
12.(4分)人類將來(lái)要離開(kāi)地球到宇宙中去生活,可以設(shè)計(jì)成如圖12所示的宇宙村,它是一個(gè)圓桶形的建筑,人們生活在圓桶的內(nèi)壁上.為了使人們?cè)谄渲猩畈恢掠惺е馗?,可以讓它旋轉(zhuǎn).設(shè)這個(gè)建筑的直徑為200 m,那么,當(dāng)它繞其中心軸轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為_(kāi)_______時(shí),人類感覺(jué)像生活在地球上一樣(承受10 m/s2的加速度),如果角速度超過(guò)了上述值,人們將有________(填“超重”或“失重”)的感覺(jué).
圖12
四、計(jì)算題(本題共4小題,共48分,解答時(shí)應(yīng)寫(xiě)出必要的文字
8、說(shuō)明、方程式和演算步驟,有數(shù)值計(jì)算的要注明單位)
13.(8分)現(xiàn)在有一種叫“魔盤(pán)”的娛樂(lè)設(shè)施,如圖13所示,“魔盤(pán)”轉(zhuǎn)動(dòng)很慢時(shí),盤(pán)上的人都可以隨盤(pán)一起轉(zhuǎn)動(dòng)而不至于被甩開(kāi).當(dāng)盤(pán)的轉(zhuǎn)速逐漸增大時(shí),盤(pán)上的人便逐漸向邊緣滑去,離轉(zhuǎn)動(dòng)中心越遠(yuǎn)的人,這種滑動(dòng)的趨勢(shì)越厲害.設(shè)“魔盤(pán)”轉(zhuǎn)速為6 r/min,一個(gè)體重為30 kg的小孩坐在距離軸心1 m處隨盤(pán)一起轉(zhuǎn)動(dòng)(沒(méi)有滑動(dòng)).則這個(gè)小孩受到的向心力為多大?這個(gè)向心力是由什么力提供的?
圖13
14.(12分)飛行員駕機(jī)在豎直平面內(nèi)做圓環(huán)特技飛行,若圓環(huán)半徑為400 m,飛行速度為150 m/s,飛行員的質(zhì)量為80 kg
9、(g取10 m/s2).求:
(1)飛機(jī)在軌道最低點(diǎn)時(shí),座椅對(duì)飛行員作用力的大小;
(2)飛機(jī)在軌道最高點(diǎn)時(shí),座椅對(duì)飛行員作用力的大小.
15.(14分)如圖14所示,用長(zhǎng)L=0.6 m的繩系著裝有m=0.5 kg水的小桶,在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng),成為“水流星”.(g=10 m/s2)求:
圖14
(1)在最高點(diǎn)水不流出的最小速度為多少?
(2)若過(guò)最高點(diǎn)時(shí)速度為3 m/s,此時(shí)水對(duì)桶底的壓力為多大?
16.(14分)小明站在水平地面上,手握不可伸長(zhǎng)的輕繩一端,繩的另一端有質(zhì)量為m的小球,甩動(dòng)手腕,使球在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng).球某次運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)
10、時(shí),繩突然斷掉,球飛行水平距離d后落地.如圖15所示.已知握繩的手離地面高度為d,手與球之間的繩長(zhǎng)為d,重力加速度為g.忽略手的運(yùn)動(dòng)半徑和空氣阻力.求:
圖15
(1)繩斷時(shí)球的速度大??;
(2)繩能承受的最大拉力是多大?
答案精析
章末檢測(cè)
1.C
2.B [利用豎直上拋運(yùn)動(dòng)的對(duì)稱性知,上升時(shí)間與下落時(shí)間相同,均為1.5 s,故第2 s內(nèi)的前0.5 s是上升過(guò)程,后0.5 s是下落過(guò)程,物體在這1 s內(nèi)的總位移是0.]
3.B [炮彈做斜拋運(yùn)動(dòng)的射高為Y==8×103 m,所以飛機(jī)安全飛行的高度最小應(yīng)大于8×103 m,選項(xiàng)B正確.]
4
11、.C [要攔截成功,兩炮彈必在空中相遇,設(shè)經(jīng)時(shí)間t兩炮彈相遇,則x=v1t,h1=gt2,h2=v2t-gt2,h1+h2=H,聯(lián)立以上各式解得v1=v2.]
5.A
6.D [發(fā)射機(jī)無(wú)論向哪個(gè)方向水平發(fā)射,乒乓球都做平拋運(yùn)動(dòng).當(dāng)速度v最小時(shí),球沿中線恰好過(guò)網(wǎng),有:
3h-h(huán)=①
=v1t1②
聯(lián)立①②得v1=
當(dāng)速度最大時(shí),球斜向右側(cè)臺(tái)面兩個(gè)角發(fā)射,有
=v2t2③
3h=gt④
聯(lián)立③④得v2=
所以使乒乓球落到球網(wǎng)右側(cè)臺(tái)面上,v的最大取值范圍為
<v<,選項(xiàng)D正確.]
7.BD
8.AC [如圖所示,vB=vcos θ,當(dāng)小車向左勻速運(yùn)動(dòng)時(shí),θ變小,cos
12、θ變大,故B物體向上做變加速運(yùn)動(dòng),A正確,B錯(cuò)誤;對(duì)于B物體有F-mBg=mBa>0,則F>mBg,故C正確,D錯(cuò)誤.]
9.AB [子彈與小球在豎直方向上的運(yùn)動(dòng)相同,若要子彈擊中小球,則在小球落地之前,子彈的水平位移必須達(dá)到100 m.小球落地所需的時(shí)間為t== s=3 s,因此子彈以某一初速度射出,水平位移為100 m時(shí),所用時(shí)間最長(zhǎng)為3 s.設(shè)子彈的最小初速度為vmin,由x=v0t得vmin== m/s=33.3 m/s.由此可見(jiàn),只有v0=60 m/s或v0=40 m/s時(shí),子彈才能擊中小球,正確選項(xiàng)為A、B.]
10.BC [如圖,將速度分解可得:tan α==,有t=可見(jiàn)
13、,斜面與水平方向的夾角α越大,小球的飛行時(shí)間越短;水平速度v越大,小球的飛行時(shí)間越長(zhǎng).故選項(xiàng)B、C正確.]
11.做平拋運(yùn)動(dòng)的小球在豎直方向上做自由落體運(yùn)動(dòng) 上面小球砸在下面小球上 做平拋運(yùn)動(dòng)的小球在水平方向上做勻速運(yùn)動(dòng)
12.1 m/s
解析 由平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律知:A球在豎直方向上做自由落體運(yùn)動(dòng),水平方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng),利用運(yùn)動(dòng)的等時(shí)性原理,由豎直方向上的自由落體運(yùn)動(dòng)可求得運(yùn)動(dòng)時(shí)間t=0.3 s,水平方向?qū)球:x=v0t,故v0=1 m/s.
13.(1)1 s (2)10 m
解析 A球豎直向下拋出,做初速度不為0的勻加速直線運(yùn)動(dòng),由運(yùn)動(dòng)學(xué)規(guī)律很容易求解下落時(shí)間.B球水平拋
14、出,可以分解為水平方向的勻速直線運(yùn)動(dòng)和豎直方向的自由落體運(yùn)動(dòng),依據(jù)A球的下落時(shí)間,可以分別求出B球的水平和豎直位移.最后根據(jù)簡(jiǎn)單的幾何關(guān)系(如圖)可以求得A、B球的位移大小.
(1)A球做豎直下拋運(yùn)動(dòng):h=v0t+gt2
將h=15 m、v0=10 m/s代入,可得t=1 s.
(2)B球做平拋運(yùn)動(dòng):
將v0=10 m/s、t=1 s代入,可得x=10 m,y=5 m
此時(shí)A球與B球的距離L=
將x、y、h代入,得L=10 m.
14.(1)做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng) 2 s
(2)10 m
解析 (1)釋放后,物體受重力和水平向右的作用力,兩力均為恒力,所以合力F合為
15、恒力,由運(yùn)動(dòng)的獨(dú)立性知,物體在水平方向上做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng),在豎直方向上做自由落體運(yùn)動(dòng).
在豎直方向上由y=gt2得,物體在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間
t= = s=2 s.
(2)物體在水平方向上做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)的加速度a水平== m/s2=5 m/s2
水平位移x=a水平t2=×5×22 m=10 m.
15.
解析 以列車為研究對(duì)象,列車水平方向受牽引力和阻力.
設(shè)列車通過(guò)的路程為s.據(jù)動(dòng)能定理
WF-Wf=Mv2-0①
因?yàn)闄C(jī)車功率一定WF=Pt
Pt-fs=Mv2
解得:s=
16.(1)4.5 m (2)9.4 m
解析 小球水平拋出后的落點(diǎn)是在斜面上,還是在水平面上,這由初速度的大小來(lái)決定.需先判定出恰好落到斜面底端時(shí)的初速度.
設(shè)臨界的水平初速度為v,小球恰好落在斜面的底端,即水平方向的位移x=h=5 m,落地時(shí)間為t==1 s,求得v==5 m/s.
(1)因?yàn)関0<v,所以小球一定落在斜面上,則x1=v0t1,y1=,y1=x1,t1==0.8 s,位移s1=≈4.5 m.
(2)因?yàn)関0>v,所以小球一定落在水平面上,則t2=t==1 s,y2=h,x2=v0t,位移s2==≈9.4 m.